成人大脑也可塑?我们一起“人老脑不老”
“心”理的基础在“脑”
虽然我们常说心理如何如何,可是,其实人类所有的心理活动、心理过程,都不是发生在“心”的位置,而是发生在“脑”部。也就是说,我们的脑才是心理活动的生理基础。
试想一下,当我们的眼睛看到一只四条腿的动物形象,就会把这个形象与脑中原有的表象进行比对,然后从海量的信息中得出结论:这是一只狗。这一认知结果会启动你与狗有关的回忆,如果你很喜欢狗,甚至还曾养过狗,它就会唤起你的怀念、温馨、喜爱的正面情绪,使你愿意走上前去逗逗它;如果你过去曾被狗追咬过,那么看到狗的一瞬间,脑中唤起的就是那段可怕的经历,以及与这段经历伴随的不安、畏惧、讨厌等负面情绪,你会立即做出躲避这只狗的行为。
这就是一个从认知到行为的心理过程。这个过程的发生,既不是“大脑的生理机制控制了我”,也不是“我控制了自己的大脑”,而是“我的大脑就是我!”对研究者来说,心脑一直都是令人兴奋且具有挑战的研究领域,对于普通大众而言,脑部的运作则更为神秘。
心理学有一个分支学科叫生理心理学,专门研究心理活动的生理基础和脑的运作机制。它包括脑与行为的演化、脑的解剖与发展、脑和行为的关系,还包括认知、运动控制、动机行为、情绪和精神障碍等心理现象及行为的神经过程和神经机制。
随着解剖学和生理学对脑机能定位研究的不断深入,随着研究者对心理活动的脑物质变化的生化研究的进展,随着脑电波、脑成像技术的广泛应用,人类对于心理过程的变化也了解得越发深入,生理心理学已成为推动当前心理学发展的新动力。
这也是我想与大家介绍我们的“脑”的原因,因为脑部的活动和发展,与心理的活动和发展紧密相连。
大脑的构造
神经科学家曾经认为,大脑的不同区域掌管着各种特定的功能,现在我们知道这种说法存在局限性。虽然特定的脑区确实具有特定的功能,但所有脑区都相互连接,像一个巨大而复杂的网络。有些情况下,大脑的功能定位并非一成不变。
接下来,我们简单介绍一些与心理活动密切相关的脑区。
脑功能区
1.额叶:在大脑的前部,以躯体运动功能为主。其中,额叶最靠后的部位是初级运动皮层,这部分利用运动神经向随意肌发送信息来控制身体的运动,让我们可以移动自己的身体。而前额叶皮层被称为“人格所在地”,对人格和气质的形成有重要的作用;这部分也是完成高级智力功能的模块,是负责计划、注意、工作记忆、决策,以及管理社交行为必不可少的脑区。
2.顶叶:以躯体感觉功能为主,这部分对于视觉—空间功能很重要,它协同额叶帮助我们做出决策。其中,顶叶的最前面也被称为“初级触觉皮层”,使我们能够感受到来自身体的感觉。
3.枕叶:以视觉功能为主,视觉中枢位于枕叶的枕极,这部分脑叶使我们能够看到东西。
4.颞叶:以听觉功能为主,这部分脑叶还与视觉、嗅觉和记忆有关。
5.海马体:它位于颞叶的深处,对于形成长时记忆非常重要。海马体还涉及情绪和想象的一些功能。
6.杏仁核:对加工情绪(比如恐惧、愤怒和吸引力等)以及针对情绪做出反应很重要。杏仁核位于颞叶内部的深处,恰好在海马体的前面。
7.纹状体:当把大脑从中间切开时,我们便能很清楚地看到纹状体。它与运动功能有关,在如何形成习惯(以及人为什么会积习难改)上发挥着重要作用。它还是大脑奖赏系统的组成部分,与成瘾密切相关。
8.联合皮层:人脑皮层中用来解读和整合由各个感觉中枢收集来信息的那一部分皮层叫联合皮层。
我们已经了解了每一个大脑半球上的四块不同皮层区域各有什么独特的功能。而这些区域只有通力合作,才能实现人的不凡能力。联合皮层的不同部分帮助人们解读感觉信息,制定计划,做出决策,并采取行动。这些能力恰恰是我们人类区别于其他动物,比其他动物更加优秀的地方。人脑中用来联络各个不同皮层区域的联合皮层要多于其他物种,占整个大脑皮层的比例最大。
9.大脑左半球和右半球:大脑新皮层分为左右两个半球,就是为人们所熟知的左右脑。左侧的皮层控制着身体的右侧,右侧的皮层控制着身体的左侧。大脑的两个半球的解剖结构基本上是对称的,但功能是不对称的。比如,右脑更多地决定了人的空间感、抽象思维、音乐感与艺术感,而左脑则更多控制着人的线性逻辑、理性思考与言语能力。
左脑和右脑的专长
大脑具有可塑性吗?
人脑,可以说是大自然造化的极致,是目前已知的最复杂的东西。这个器官限定了我们如何感觉、认识和理解客观的世界;它限定了我们的性格特征,使我们具有各不相同的脾气秉性。人类所有的感觉、认知及最不可思议的属性——意识,都能在这个其貌不扬的器官中得以实现。它决定了我们整个生命的存在。
大脑对我们如此重要,毫无疑问,我们希望它永葆“青春”。但是1913年,世界上最杰出的神经解剖学家、诺贝尔医学奖得主桑地牙哥·拉蒙卡哈(Santiago Ramón y Cajal)经过多方研究,得出了一个结论:“在成人大脑中,神经回路是固定的、不可改变的,所有的神经元都会死亡,没有神经元可以再生。假如有可能的话,只有等待未来的科学去改变这个严酷的法则。”这个结论曾被奉为圭臬,影响了后世近一百年。
但是近年的科学研究发现:大脑拥有重新组织通路、产生新联系的能力,在某些特定的情况下,甚至能够产生新的神经元。是的,大脑具有可塑性!
美国著名神经科学家玛丽安·戴蒙德(Marian Diamond)教授做了一个著名的实验,探索如果把成年大鼠放在“刺激丰富的环境”中,它们的大脑会发生什么变化。研究者希望借此推翻“成年人大脑无法改变”的观点。戴蒙德和她的团队改变了大鼠的生活环境,让大鼠们生活在“迪士尼乐园”里,并提供很多五颜六色的玩具和很宽阔的跑动空间,还让它们可以和其他大鼠交往。实验结果发现,那些生活在“迪士尼乐园”里的大鼠与生活在几乎没有外部刺激环境中(没有玩具、只有很少玩伴)的大鼠相比,具有更大体积的大脑。
戴蒙德还证明,在刺激丰富的环境中,大脑的树突会延长,分支会变得更多,使细胞能够接收并加工更多信息,而且突触连接和脑血管会更多(意味着大脑能够获得氧气和营养),所以,大脑中有益的化学物质水平会更高。
这个实验有力地证明,在特定的条件下,大鼠的大脑发生了改变。实际上,大脑的大小和功能对于物质、心理、情绪和认知等各方面,都具有高度的敏感性和反应性。大脑与环境之间不断互动,对环境做出反应,进而改变自身解剖结构和生理机能的能力,就是神经科学家所说的“大脑可塑性”。
而这是否也意味着,人类大脑也能生长,为了适应环境而发生改变呢?
成人大脑具有可塑性
假如你认为仅仅通过大鼠的大脑变化,不足以推论到人类大脑的可塑性上,那么英国伦敦大学认知神经科学家埃莉诺·马圭尔(Eleanor Maguire)做的另一个研究,一定会彻底地说服你——成人大脑的确具有可塑性。
伦敦拥有25000多条街道、数以千计的标志性建筑和其他名胜古迹,街道排布得没有规律,不像纽约街道那般横平竖直、整整齐齐,很好把握方向。但是,你在伦敦市区任何一个地方跳进一辆黑色出租车(伦敦的标志性出租车),司机都会尽可能地经由最短路线将你送到目的地。这种空间导航能力来得并不容易,只有通过了“知识”考试才能获得开“黑色出租车”的执照。考试被吓人地称为“见面会”,只有很少一部分出租车司机才能通过严格的考试。
马圭尔教授及团队用fMRI(功能磁共振成像)脑扫描仪测试了16位黑色出租车司机,发现他们的海马体背部比其他人的要大很多。对鸟类、兽类以及人类而言,海马体背部是与空间导航能力有关的脑区。更引人注意的是,马圭尔发现驾龄越长,其海马体就越大。
在这个研究之后,为了排除作为被试的出租车司机“天生就有较大海马体背部”的可能性,马圭尔及其团队继续考察了准出租车司机在学习“知识”过程中的进展情况。他们再次使用fMRI,在课程开始的时候扫描了一次准司机们的大脑,在课程结束的时候又扫描了一次。结果发现:海马体背部变化最大的准司机最有可能通过考试。这有力地证明了,独一无二的经历确实能让大脑的生理结构发生切实而深刻的变化,成年人类的大脑同样具有可塑性。
类似的研究对象还包括音乐家。演奏乐器是一件复杂的事情,每分钟需要演奏几百个音符。研究人员用高分辨率fMRI脑扫描仪显示发现:音乐家的大脑与非音乐家的大脑有着明显的不同。与听取复杂声音有关的脑区、与产生精细动作有关的脑区,音乐家都要比非音乐家的脑区大很多。而且研究还表明,这些脑区的大小与练习量有关,练习得越多,对应的脑区就越大。
人脑,可以说是大自然造化的极致,是目前已知最复杂的东西。人类所有的感觉、认知及最不可思议的意识,都能在这个其貌不扬的器官中得以实现。“用进废退”的生物科学原则,同样适用于人脑。人与环境的互动越多样、越复杂,大脑的神经连接就会越多。
像锻炼肌肉一样去锻炼大脑
“用进废退”的生物科学原则,同样适用于人脑。大脑会不断地对外部客观世界做出回应,互动越多样、越复杂,大脑的神经连接就会越多。不用担心“用脑过度”,因为人的大脑皮层约有140亿个神经细胞,而一般人在一生中只用了10亿个左右,人脑很大一部分潜力还未开发利用。
相反,生活环境和体验越缺乏刺激,或者日复一日地做相同的事情,让大脑感到乏味,大脑内部连接就会逐渐退化、反应迟钝,多巴胺分泌减少,维持大脑可塑性的注意力系统被破坏,脑体积也会慢慢变小,老年时更容易出现老年性痴呆。
调查资料表明:勤用脑的人的智力一般比懒散者高出50%;学历和职业智力水平高的老人通常比智力活动少的老人在脑的老化和智力衰退方面,要慢得多、轻得多。所以,大脑神经细胞和其他组织器官一样,越用就越能保持其充沛的活力。
那么,如何像锻炼肌肉一样去锻炼大脑呢?给大家三条建议:
第一,多经历、多感受不同的环境,让大脑不断适应新变化。研究发现,新环境可以激发神经再生。在不同环境中,大脑需要不断重新学习,这样可以撞击出“预期的细胞增殖”火花。如果我们一直待在一间几十年不变的房间内,且这个房间就是我们全部的经验,我们已经知道这个环境的每一件事情,大脑就不需要神经再生。
为了使大脑保持最佳状态,我们应该多尝试一些新环境。比如,经常走出家门、去不同的地方旅行,多读大师的著作,保持充沛的精神活动,或参加不同的社交活动,与不同的人交往。
第二,每天坚持运动,为大脑供氧,刺激神经元生长。就像丰富的环境刺激能够激发大脑发生积极改变一样,运动也能带来类似的效果。因为心智活动要靠大脑,而大脑需要氧,散步、骑脚踏车或心肺运动都能让为大脑供氧的身体器官得到强健,从而使大脑活跃、心智敏锐。事实上,不论什么方式,只要能使心脏和血管维持最佳状态,都会使大脑受益。研究发现,哪怕每天以适当的速度散步,都能刺激新的神经元的生长。
运动能够刺激感觉和运动皮质区。而这些区域是维持身体平衡系统的大脑功能区,在我们年老后开始退化。很多老年人因为自己腿脚的不利落,担心摔跤,选择待在家中不敢出门。殊不知,大脑最怕的就是停留在相同的环境中,这样会使大脑萎缩得更快。所以,老年朋友也需要适度健身,每天坚持到户外运动一段时间,可以延缓大脑衰老。
第三,保持终身学习的习惯,让大脑每天学习新知识。除了增加新生的神经元数量以外,延长原有神经元的寿命,也可以提高大脑的可塑性。研究发现,学习能延长海马体既有神经元的寿命。只要不断地学习“新的东西”,都可以延长该区域神经元的寿命。
保持终身学习的好习惯,比如学习多国语言,学习一些完全没有接触过的技术,尝试新的体育运动方式等,这样做不但可以维持并增进记忆能力,还会启动大脑可塑性的控制系统,使大脑保持良好地运转。
小结
既然大脑才是心理活动的生理基础,那么大脑的不断成长、发展、完善,一定有助于我们的心理活动不断走向成熟。无论是成年人,还是小朋友,大脑都可以在锻炼中持续地发展变化,弹钢琴、画画、打网球、游泳,每获得一项新技能,大脑中的对应功能区都会随之发生改变。
从现在开始,多经历、感受不同的环境,坚持有氧运动,保持终身学习的习惯,由此有意识地锻炼大脑,建立积极的神经联结,才有助于脑功能不断提升。
爱护我们的大脑,就让它全力开动吧!